22  мар
Японцам удалось создать демон Максвелла
 (голосов: 3)
Написал vharhenko в категорию физика

Один из мысленных экспериментов по созданию демона Максвелла, который посягает на второе начало в термодинамике, удалось осуществить на практике ученым-физикам в университетах Тюо и Токио.

Схематический рисунок основы установки:


Японцам удалось создать демон Максвелла


Японцы создали опытную установку, которая имеет ротор, состоящий из пары микроскопических сфер и четырех электродов (А-D). На электроды подается синусоидальное напряжение со смещением фаз. На рисунке мы видим шарики и электроды в разных масштабах.

Для проведения опыта японцы создали пару связанных между собой шарика, диаметр которых составляет 0,3 микрометра. Один из шариков находится на стеклянной поверхности, а второй имеет возможность вращения вокруг первого. Такая установка заполнена водой. под действием броуновского движения, молекулы воды хаотично толкают шарики, как по часовой стрелке, так и против нее.

Следующим шагом японцев было добавление слабого электрического поля, что позволило создать крутящий момент. Так получилась модель лестницы, по которой шарик мог двигаться «вверх» при этом увеличивая потенциальную энергию. Конечно, молекулы хаотично производили обратные толчки на шарики (в противоположном направлении направления поля), а иногда сопровождали толчками в сторону поля (происходил прыжок по ступеням). Модель работает в том направление, куда направлено действие внешнего поля.

Система с обратной связью:


Японцам удалось создать демон Максвелла


Созданные системы с обратной связью, по утверждению японских ученых, помогут человечеству создать машины нового поколения, которые преобразовывать информацию в энергетическую материю. Если рассматривать теорию, то такие устройства имели бы питание за счет броуновского движения микромашины. На предоставленной схеме эксперимента мы видим: положение ротора, который вращается, имеет вид шарика, что прыгает по ступенькам лестницы. Если шарик направился вверх, то смышлёный демон Максвелла преграждает ему дорогу барьером, что не дает возможности шарику скатиться вниз. При этом демон Максвелла не прилагает ни каких действий по отношению к шарику.

Как японцы все это увидели? Для этой цели они использовали высокоскоростную камеру, которая вела наблюдение за шариком, а также компьютер, что управлял полем.

Японцам удалось создать демон Максвелла


В тот момент, когда ротор делал обратное движение по направлению к полю в броуновской системе, то компьютер делал так, что шарик поворачивался в обратное направление. В опытах японцам удалось доказать реальность теплового насоса – демона Максвелла, который теоритически был обоснован Лео Сцилардом в 1929 году. Такая модель установки может извлекать энергию из изотермической среды и преобразовывать ее в работу.

Как мы видим на рисунке, тепловой насос – демон Максвелла или «двигатель Сциларда», это макроскопическая система (представленная в виде компьютера), которая производит управление системой «Микро» (ротор, поле – реально, а условно комнатой с молекулой и перегородкой). Весь процесс происходит за счет анализа полученной информации Макросистемой о Микросистеме. В микросистеме происходит рост энергии, которая может производить полезную работу, но не бесплатно. Это обусловлено способностью демона поглощать энергию и информацию, которую он воспринимает, как указание к действию.
Таким образом, японцы создали аналог дверцы, которая открывается и закрывается демоном Максвелла, что позволяет увеличить энергетическую производительность ротора (за счет термического движения молекул).

Такая установка не нарушает законы природы, так как для работы демона Максвелла необходима энергия. Но этот опыт реально доказал существование теплового насоса. Также японцы намерены доказать при помощи этого опыта и уравнение Ярзинского, которое описывает преобразование информации в энергию. По японским расчетам такая установка может выработать с 1 бита информации 10 – 21 джоуль полезной энергии (при комнатной температуре).


Комментарии (0) Просмотры: 5943

Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь. Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем.